Wskaźniki do funkcji wirtualnego członka. Jak to działa?

Question

Rozważmy następujący kod C++:

class A 
{ 
public: 
     virtual void f()=0; 
}; 


int main() 
{ 
    void (A::*f)()=&A::f; 
} 

Gdybym miał zgadywać, powiedziałbym, że & A :: f w tym kontekście oznaczałoby „adres wdrażania A w f()”, ponieważ nie ma wyraźnej separacji między wskaźnikami do zwykłych funkcji składowych i funkcji wirtualnego elementu. A ponieważ A nie implementuje f(), byłby to błąd kompilacji. Jednak tak nie jest.

I nie tylko to. Poniższy kod:

void (A::*f)()=&A::f; 
A *a=new B;   // B is a subclass of A, which implements f() 
(a->*f)(); 

będzie faktycznie wywoływać B :: f.

Jak to się dzieje?

Answer 1

Oto zbyt wiele informacji na temat wskaźników funkcji członka. Jest trochę rzeczy o funkcjach wirtualnych w "Kompilatorach dobrze zachowujących się", chociaż IIRC, kiedy czytałem artykuł, który przeglądałem tę część, ponieważ artykuł w rzeczywistości dotyczy wdrażania delegatów w C++.

http://www.codeproject.com/KB/cpp/FastDelegate.aspx

Krótka odpowiedź jest taka, że ​​to zależy od kompilatora, ale jedną z możliwości jest to, że wskaźnik funkcji członka jest zaimplementowany jako struct zawierającego wskaźnik do funkcji „pomyślał” co sprawia, że ​​wirtualne połączenie.

Answer 2

Działa, ponieważ Standard mówi, że tak powinno się stać. Zrobiłem kilka testów z GCC i okazało się, że dla funkcji wirtualnych, GCC przechowuje przesunięcie tablicy wirtualnej dla danej funkcji, w bajtach.

struct A { virtual void f() { } virtual void g() { } }; 
int main() { 
    union insp { 
    void (A::*pf)(); 
    ptrdiff_t pd[2]; 
    }; 
    insp p[] = { { &A::f }, { &A::g } }; 
    std::cout << p[0].pd[0] << " " 
      << p[1].pd[0] << std::endl; 
} 

To wyjścia programu 1 5 - przesunięcia bajt wirtualnych wpisów tabeli tych dwóch funkcji. Wynika z tego, że Itanium C++ ABI .

Answer 3

Nie jestem do końca pewien, ale myślę, że to zwykłe polimorficzne zachowanie. Myślę, że &A::f w rzeczywistości oznacza adres wskaźnika funkcji w vtable klasy, i dlatego nie otrzymujesz błąd kompilatora. Przestrzeń w tabeli vtable jest nadal przydzielana i jest to miejsce, do którego faktycznie wracasz.

Ma to sens, ponieważ klasy pochodne zasadniczo zastępują te wartości za pomocą wskaźników do ich funkcji. Dlatego w drugim przykładzie działa (a->*f)() - f odwołuje się do tabeli vtable zaimplementowanej w klasie pochodnej.